La tecnologia edile

Per costruire una struttura servono materiali molto resistenti e in grado di sopportare forti sollecitazioni; le principali sollecitazioni sono trazione e compressione. Con la trazione i materiali si allungano, con la compressione i materiali si schiacciano.

La flessione è quindi la somma dello sforzo di trazione e di compressione. Lungo l’asse medio, la trave non subisce alcuna deformazione, ossia le fibre non si allungano e non si accorciano.

Strutture elementari

Il trilite è una struttura architettonica semplice, il cui nome deriva dal greco (tri=tre + lithos=pietra) piuttosto comune nei monumenti megalitici. E’ una struttura formata da due elementi disposti in verticale (piedritti) e un terzo appoggiato orizzontalmente sopra di essi (architrave). Il vantaggio è quello che in questo tipo di strutture le forze spingenti sono solo verso il basso e quindi non agiscono spinte laterali; gli svantaggi sono legati alla limitatezza della distanza tra i piedritti definita “luce”.

Nell’antica Grecia il sistema trilitico era alla base degli ordini architettonici classici, dove i sostegni verticali sono rappresentati dalle colonne e quello orizzontale dall’architrave. Nel sistema trilitico era anche presente l’arco e la capriata.

Le fondazioni

In architettura le fondazioni sono quegli elementi strutturali che hanno la funzione di scaricare sul terreno i carichi provenienti dalla sovrastruttura (sia essa una costruzione, un’apparecchiatura o altro). Possiamo suddividere le fondazioni in due famiglie: fondazioni superficiali (o dirette): plinto, trave di fondazione, piastra di fondazione, detta anche platea. Fondazioni profonde (o indirette): palo di fondazione, micropalo, fondazione ciclopica.

Fondazioni superficiali o dirette

Sono quelle più comuni, utilizzate nel caso di edifici costruiti su terreni senza particolari problemi di resistenza. Il tipo di fondazione diretta viene realizzata in base alla struttura portante dell’edificio.

Per cui avremo:

Fondazioni a plinti

Utilizzate per strutture a telaio con carichi elevati; con queste fondazioni viene ingrossata la base del pilastro con un plinto dalla forma tronco-piramidale. Per assicurare un maggiore legame tra i plinti, questi vengono spesso collegati con cordoli in calcestruzzo armato.

Fondazioni a trave rovescia

Si tratta di travi annegate nel terreno che collegano tra di loro tutti i plinti di fondazione. In pratica si ribalta il sistema strutturale dell’edificio in fondazione.

Queste travi annegate nel terreno hanno forma di un “T” rovesciata.

Fondazione a platea

Utilizzate con strutture particolari o in presenza di terreni deboli. Può essere considerato uno sviluppo della fondazione a travi rovesce, con in più la presenza di un solettone inferiore a cui spesso si aggiungono nervature ortogonali secondarie rispetto a quelle delle travi rovesce, per garantire un ulteriore irrigidimento della struttura.

Fondazioni superficiali o indirette

Le fondazioni indirette vengono praticate quando gli strati superficiali del terreno non hanno una consistenza sufficiente per sopportare il carico della struttura o nel caso in cui i cedimenti previsti con le fondazioni dirette siano eccessivi.

Fondazioni a pozzo o ciclopiche

Sono costituite da scavi a sezione obbligata profondi, riempiti con materiale secco accuratamente costipato oppure con conglomerato cementizio a basso tenore di cemento.

Muri e pareti

Siamo abituati a vedere tutti i giorni le pareti che dividono le stanze di casa nostra (partizioni), le aule della nostra scuola o quelle che dividono gli spazi dei nostri edifici dall’esterno (chiusure). Le pareti però, non sono tutte uguali; apparentemente svolgono la stessa funzione, ma sono profondamente diverse tra loro a seconda del compito che devono assolvono.

Una parete è infatti un elemento architettonico verticale, composto da un volume con spessore ridotto rispetto alla lunghezza e alla larghezza. Può avere un andamento rettilineo o ondulato. La parete delimita lo spazio di un edificio e lo suddivide internamente.

Le pareti di un edificio possono classificarsi secondo vari criteri:

1. pareti portanti, che sostengono e scaricano a terra il peso della costruzione (di solito, quelle perimetrali, che delimitano e separano l’ambiente interno all’edificio dall’ambiente esterno, ma anche alcune pareti interne);

2. pareti non portanti (che non sostengono altri pesi eccetto il proprio), che dividono gli ambienti interni di un edificio.

A seconda delle modalità costruttive si possono avere:

1. pareti massicce (volumi compatti interamente portanti)

2. pareti a scheletro (con pilastri e altri elementi portanti massicci, mentre gli spazi compresi sono tamponati con materiali leggeri).

L'energia

L’energia può presentarsi sotto diverse forme: potenziale, cinetica, termica, solare, nucleare, ecc. L’energia è una proprietà della materia ed è strettamente legata ai concetti di lavoro e di forza.

Una forza applicata ad un corpo compie un lavoro se ne provoca lo spostamento.

Di conseguenza possiamo definire “l’energia come la misura del lavoro che un corpo è in grado di compiere “.

Un altro passo fondamentale da compiere per comprendere come l’energia si manifesta nel mondo da noi conosciuto è quello di prendere in considerazione un principio matematico che dice: “l’energia si trasforma, non viene né creata, né distrutta“. In pratica questo postulato, afferma una cosa semplicissima e cioè che, l’energia può essere trasferita da un corpo a un altro oppure passare da uno stato all’altro, tuttavia la somma totale dell’energia prima e dopo la trasformazione è sempre la stessa. Questo prende il nome di Principio di Conservazione dell’Energia.

Questo postulato, ci fa comprendere come qualunque cosa noi facciamo, non contribuiamo mai, ne a creare né a distruggere energia; sfruttiamo solo in un determinato momento o in una determinata azione l’energia in una delle sue forme conosciute, per realizzare un lavoro.

Presentazione Energia

L'energia solare

L’energia solare è l’energia proveniente dal Sole. Il Sole irraggia il nostro pianeta per una potenza di circa 180 mila miliardi di kilowatt. Una parte dei raggi solari viene riflessa dall’atmosfera terrestre verso lo spazio esterno.

Le radiazioni emesse dal sole forniscono al tempo stesso luce e calore e sono utilizzate in due modi:

- la luce per produrre elettricità con pannelli fotovoltaici;

- il calore per riscaldare l’acqua con i pannelli solari.

Solare termico

Il pannello vetrato serve per riscaldare l’acqua per usi sanitari. Il pannello a tubi sottovuoto ha un alto rendimento e può anche integrare l’impianto di riscaldamento delle case.

Solare termodinamico a concentrazione

Rispetto allo specchio piano e al fotovoltaico il collettore parabolico è quello col maggior rendimento e il costo minore. Gli specchi hanno il profilo di una parabola, con il tubo ricevitore posto sul fuoco. Sono montati su una struttura metallica fissa, orientata verso sud.

Centrale solare a specchi piani

E’ costituita da centinaia di specchi orientabili che riflettono la luce su una torre dotata di caldaia.

Solare fotovoltaico

Il solare fotovoltaico è la tecnologia per produrre energia elettrica direttamente dal sole. Quando la luce colpisce una cella fotovoltaica dai due fili estremi esce una corrente continua. Collegando molte celle in serie si ottiene qualunque potenza.

Centrale fotovoltaica

Questa centrale elettrica è una piattaforma con centinaia di enormi pannelli, orientati nella stessa direzione. Ogni pannello ha un sostegno e un meccanismo per seguire il movimento del sole.

Energia solare e ambiente

La luce del sole è la fonte di energia pulita, rinnovabile ed inesauribile per eccellenza. Essa può contribuire a evitare nuove centrali termoelettriche a carbone o a gas, riducendo in questo modo le emissioni di anidride carbonica.

L'energia elettrica

L’energia elettrica è l’energia associata all’elettricità. Il termine è utilizzato per indicare sia l’energia di una corrente che per l’energia elettrostatica derivante da una particolare distribuzione delle cariche in un corpo. E’ difficile da accumulare, ma ha il vantaggio di essere facilmente trasportabile e trasformabile.

L’energia elettrica nelle abitazioni

L’elettricità è l’insieme dei fenomeni fisici nei quali intervengono cariche elettriche.

La corrente elettrica è un moto ordinato di cariche elettriche presenti all’interno di un conduttore il cui moto è dovuto alla differenza di potenziale che si genera all’interno del circuito. Le cariche di un conduttore possono essere negative o positive.

Collegamento in parallelo

Nel circuito in parallelo gli utilizzatori sono collegati con una linea indipendente.

In questo caso se si crea un’interferenza la prima lampadina continua a funzionare perché gli elettroni si separano in due linee indipendenti.

Più conduttori sono infatti connessi in parallelo se ai loro capi insiste la stessa differenza di potenziale.

Nelle nostre case viene utilizzato il circuito parallelo.

I rischi della corrente elettrica

Normalmente, in presenza di un incidente di natura elettrica, si è abituati a far riferimento alla tensione elettrica come causa dei danni. In realtà, anche se è dalla tensione che parte il tutto, quella che produce direttamente i danni è la corrente elettrica.

Effetti della Circolazione della corrente nel corpo umano

Scossa lieve: Spiacevole sensazione al passaggio della corrente

Ustioni: Dovute agli effetti termici provocati dal passaggio di corrente nei tessuti.

Tetanizzazione: Blocco della muscolatura (per es. della mano) che non consente di abbandonare la presa.

Arresto Respiratorio: Contrazione dei muscoli addetti alla respirazione o lesione del centro nervoso

Contatto diretto

Quando una persona tocca simultaneamente almeno una parte attiva e la terra o due parti attive, subisce un contatto diretto. Le parti in tensione toccate possono essere parte integrante e funzionale di apparecchiature o impianti che per una ragione qualsiasi si vengano a trovare esposte ovvero prive di protezione.

Contatto indiretto

Contatto di una persona con parti conduttrici di componenti elettrici che, pur non essendo normalmente in tensione, possono assumere un potenziale diverso da zero in seguito ad un guasto di isolamento.

Il Salvavita

Il “salvavita” ovvero l’Interruttore differenziale è indispensabile per garantire la sicurezza di un qualsiasi impianto. L'interruttore differenziale è un dispositivo amperometrico di protezione che protegge dalle dispersioni di corrente. Consente l'interruzione automatica dell'alimentazione aprendo tempestivamente il circuito elettrico (protezione attiva) quando la corrente di guasto, cioè quella che si disperde verso terra, supera un valore prefissato.